Современные компьютерные издания уделяют мало внимания профессиональным графическим ускорителям. Это объясняется тем, что они используются редко и потому малоинтересны для основной массы читателей. Дороговизна и непонятные большинству преимущества отпугивают даже искушенных пользователей. Однако обходить вниманием эти специализированные платы нельзя, поскольку рынок профессиональных ускорителей последние несколько лет демонстрирует тенденцию к росту. Профессиональные ускорители для расчета трехмерных сцен (3D-ускорители), как правило, используются в высокопроизводительных графических рабочих станциях, применяемых в самых разных отраслях. Заметим, что понятие «профессиональные графические решения» не определяет характеристики продукта. Главным признаком профессионального продукта может служить лишь его четкая направленность на использование в каких-либо специализированных приложениях для высококвалифицированных специалистов. Поэтому к профессиональным могут быть отнесены как высокоскоростные графические контроллеры, ориентированные на ускорение работы при создании цифрового контента, трехмерном моделировании или в САПР, так и 2D-ускорители, которые могут применяться на телевидении, в биржевых системах или нелинейном видеомонтаже. Хотя это может показаться несколько неожиданным, но до 40% выпускаемых сейчас профессиональных ускорителей используется лишь в 2D-приложениях. Еще 7% рынка занимают мобильные профессиональные ускорители и 50 % — 3D-адаптеры. В этой статье будут рассмотрены только трехмерные профессиональные ускорители, так как 2D-контроллеры технологически достаточно просты и их развитие практически остановилось несколько лет назад. Наиболее важные особенности решений для 2D-визуализации — это использование двух или более мониторов и исполнение в компактном (low-profile) формфакторе, который предусматривает установку таких плат в промышленных компьютерах. Основные характеристики 2D-контроллеров, таких, как NVIDIA Quadro NVS, ATI FireMV или видеокарты компании Matrox, приведены в табл. 1. Прежде чем перейти к описанию представленных на рынке графических адаптеров, предназначенных для ускорения трехмерных профессиональных приложений, рассмотрим, чем профессиональные платы отличаются от игровых. В представлении обывателя игровые и профессиональные 3D-программы в первую очередь различаются используемым API. Так, большинство игровых приложений работает через DirectX, в то время как профессиональные пакеты для трехмерного моделирования и САПР используют только OpenGL. В то же время существуют и OpenGL-игры, например Quake4. Однако частота кадров в этой игре, обеспечиваемая тем или иным ускорителем, совершенно не коррелирует со скоростью работы профессиональных решений, что свидетельствует о глубинных различиях между этими приложениями. Высокоуровневые игровые графические контролеры, легко обеспечивающие высокую частоту кадров в Quake4 и других OpenGL-играх при максимальном уровне качества, могут оказаться бесполезными при выполнении таких приложений, как 3ds Max, Maya, Lightwave или AutoCAD. Проблема здесь не просто в использовании этими приложениями API OpenGL, а в том, что характер нагрузки, создаваемый профессиональными программами, принципиально отличается от игровой. Как бы неожиданно это ни звучало, но сцены, строящиеся современными компьютерными играми, очень просты. По меркам профессиональных приложений они состоят из небольшого числа многоугольников, которые, ко всему прочему, незначительно меняют взаимное расположение. Зрелищность же игровых программ достигается в первую очередь благодаря применению красочных текстур и использованию различных эффектов, в том числе шейдерных. Профессиональные приложения создают на ускорители нагрузку совершенно иного рода. Сцены, используемые 3D-дизайнерами и инженерами, обычно состоят из многоугольников, число которых на один-два, а то и на три порядка больше. Однако при этом в профессиональных приложениях практически не используются различные эффекты и даже текстурирование. Профессионалы охотнее пользуются каркасными моделями или затенением по Гуро, возлагая построение «полноценной» картинки лишь на финальный рендеринг, который выполняется исключительно силами центрального процессора и не зависит от графического адаптера. Кроме того, в профессиональных приложениях достаточно высокие требования предъявляются к геометрической производительности ускорителя, которая активно реализуется при деформациях виртуальных объектов. Таким образом, ключевой параметр для профессиональных контроллеров — геометрическая производительность ГП, в то время как для игровых карт — скорость текстурирования и быстродействие шейдерных блоков. Кроме того, в профессиональных ускорителях нередко используется аппаратная поддержка сглаживания линий, а также другие функции, отсутствующие в игровых картах и служащие для улучшения отображения 3D-моделей. Еще одна особенность профессиональных решений — наличие специализированных OpenGL-драйверов, оптимизированных для работы в программных продуктах соответствующего уровня. Профессиональные видеоадаптеры должны решать узкоспециализированные задачи, что позволяет применять иные подходы при разработке драйверов. В этом случае важно не только быстродействие при работе с полигональными моделями, но и их безупречное отображение. Другими словами, дизайнеру, 3D-художнику или аниматору необходимо видеть на экране правильную картинку, построенную без каких-либо упущений или упрощений, допускаемых в играх для поддержания приемлемого уровня частоты кадров. Драйверы для профессиональных плат никогда не жертвуют качеством ради скорости — в этом их принципиальное отличие от драйверов для игровых 3D-ускорителей. Кроме того, профессиональные аппаратные и программные решения изготовителей графических адаптеров проходят сертификацию у разработчиков 3D-пакетов с тем, чтобы гарантировать безупречную работу ускорителей с этими программными продуктами. Таким образом, профессиональные графические ускорители могут рассматриваться как единый программно-аппаратный комплекс, в который помимо собственно контроллера входит и специально оптимизированный под конкретные приложения OpenGL-драйвер, что подтверждается и гарантируется разработчиками специализированного программного обеспечения. Профессиональные платы должны идеально верно отображать сцены и обеспечивать высокую геометрическую производительность. Профессиональные платы и драйверы для них должны быть тщательно протестированы и сертифицированы для приложений, используемых специалистами. Нередко профессиональные графические платы снабжаются специализированными дополнениями (plug-ins) для наиболее распространенных приложений (3ds max, AutoCAD), увеличивающими скорость и качество изображения в этих программах. Уровень технической поддержки, оказываемой изготовителями своим профессиональным продуктам, должен быть значительно выше, чем для игровых изделий. Кроме того, в современных профессиональных 3D-ускорителях реализован ряд возможностей, отсутствующих в игровых платах. Большинство дорогих современных профессиональных контроллеров оснащаются видеовыходами, отличающимися от обычно имеющихся. Во- первых, следует заметить, что DVI-порты на профессиональных картах совместимы с технологией Dual-Link, благодаря чему такие профессиональные платы могут работать с 9-Мпиксел мониторами с разрешением 3840x2400. Во-вторых, достаточно часто на графических картах для профессионалов устанавливается дополнительный стереовыход, предназначенный для подключения стереоочков, которые в игровых применениях распространения не получили. Важна и реализация технологий GenLock и FrameLock в последнем поколении профессиональных ускорителей. Первая предназначена для синхронизации выдаваемого картой видеосигнала с внешним источником, что активно используется при видеотрансляциях. Вторая же реализует принципы кластерной визуализации, позволяя взаимно синхронизироовать каналы множества рабочих станций и создать большой виртуальный дисплей, управляемый (для наращивания производительности) кластером из множества систем. Несмотря на массу различий между профессиональными 3D-ускорителями и обычными игровыми изготовители последних стараются не выпускать из сферы своего влияния и этот сектор рынка, что вполне логично, учитывая высокую стоимость специализированных решений. Таким образом, основными участниками рынка профессиональной графики остаются компании ATI и NVIDIA, которые предлагают для соответствующих графических карт адаптированные версии своих игровых ГП со специализированными драйверами. Следует отметить, что соотношение сил ATI и NVIDIA на рынке профессиональных ГП несколько отличается от картины, наблюдаемой в игровом секторе рынка. Здесь лидирует NVIDIA, которой принадлежит 70% рынка по количеству проданных ускорителей и 79% в денежном выражении. Скромные результаты этой компании объясняются ее более поздним выходом на профессиональный рынок, а также тем, что у решений ATI более низкая производительность и менее качественные драйверы, нежели у плат лидера рынка. Оставшиеся 7% рынка делят между собой компании, не занимающиеся адаптерами для игровых систем, а фокусирующиеся только на разработке 3D-ускорителей для рабочих станций. Современные решения Matrox для рабочих станций также не позиционируются как 3D-контроллеры. Что же касается продукции 3DLabs, то до последнего времени решения этой компании, разработанные для профессиональных применений, обеспечивали неплохое быстродействие в наиболее распространенных приложениях 3D-моделирования и САПР. Однако отставание от лидеров в скорости разработки и вывода на рынок новых ГП и, как следствие, снижение рыночной доли, побудило эту компанию отказаться от дальнейшей конкуренции с лидерами. Примечательно, что еще несколько лет назад изготовителей профессиональных 3D-ускорителей было заметно больше. Ознакомимся с моделями профессиональных 3D-ускорителей, которые предлагаются для современных графических рабочих станций. PC Magazine/Russian Edition is published under license from Ziff-Davis Inc., New York.
Editorial items appearing in PC Magazine/Russian Edition that were originally published in the U.S. edition of PC Magazine are the copyright property of Ziff-Davis Inc.
Copyright c 2002-2007 Ziff-Davis Inc. All rights reserved |
